JPH02142016A - 耐屈曲、耐振動可撓導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電流容量が大きくかつ耐屈曲性、耐振動性に
優れる可撓導体に関する。

［従来の技術と解決しようとする課題］例えば、工業用
ロボットを利用したスポット溶接機の電力供給用リード
線は、溶接の度に極めて大きい電流が流され、併せて衝
撃的（電気力学的）撮動が生ずる。またロボットが作動
する毎にリード線は撮り廻され、繰返し屈曲される。し
たがってこのように使用されるリード線は可撓導体であ
る。

この可撓導体は、通常、軟鋼線よりなる素線を集合撚り
し、この集合撚線を同心撚りして複合撚線（子撚）とし
、この複合撚線をさらに同心撚りして複複合撚線とした
ものからなり、例えば第４図のごとき断面構造をなして
いる。

上記可撓導体の使用状況を観察すると、繰返し屈曲や衝
撃を受けている間に複複合撚線の素線は互いに接する部
分で擦られて摩耗断線が生じる。一部の素線が断線する
と、導体の抵抗が大きくなり、その部分が過熱して更に
断線し易くなって悪循環を繰返し、断線が進行して行く
。

この断線は、複複合撚りされた最外層の子撚（２ｃ’）
とその下層の子ＩＭ（２ｂ″）とが接する部分で最も顕
著に現われ、特に最外層の子撚（２ｃ’）よりもその下
層の子撚（２ｂ’）における素線断線が顕著である。各
子撚（２ａ’）（２ｂ’）（２ｃ’）の素線に純軟銅線
を用いた第４図の複複合撚線の耐用テストによると、最
外層の子撚（２ｃ’）と接する下層の子撚（２ｂ’）の
中でも外層部分の集合撚線（ｌｄ′）の素線の断線が特
に顕著であった。

したがって、この種の可撓導体としては、その使用上、
加熱下での耐屈曲性および耐振動性を向上させて前記の
素線断線を防止することが望まれる。

そのため、上記の観察結果等から、最外層の子撚とその
下層の子撚の撚方向を同一にして１ｊいに接する素線が
クロスしないようにしたものが提案（実願昭６３−８７
９０６号）されたが、この場合素線がクロスする従来品
に比して断線が生し難くなるものの、充分に満足できる
効果は得られないものであった。

そこで本発明者等は、上記の摩耗断線の防止について、
さらに種種の研究、検討を重ねている過程において、同
一金属線同士、特に純軟銅線同士が接している場合より
も、異種金属線同士が接している場合のほうが、摩擦係
数が小さくて素線の擦れ等による摩耗断線が著しく少な
くなることを知見するに至った。

これに基づいて、純鋼索線を用いた子撚と、別記銅合金
の素線を用いた子撚とを接触させるようにして、屈曲、
扇動を与えて摩耗テストを行ったところ、耐摩耗性が大
きく向上することが判った。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記知見に基いてなしたものであって、複複
合撚線における最も断線が生じ易い第１Ｐｉの子撚、つ
まり最外層の子撚と接する下層の子撚の素線に、導電性
が良くてしかも耐熱性および耐屈曲性等の機械的特性に
優れる下記鋼合金の軟化線を用いることとし、これによ
り導電性を損うことなく耐屈曲、耐振動性を向上させ、
素線の摩耗断線防止にきわめて効果のある可撓導体を提
供するものである。

すなわち、本発明の第１は、特に集合撚線を同心撚りし
た複合撚線を子撚とし、この子撚な更に同心撚りして複
複合撚線とした可撓導体において、その最外層を構成す
る子撚の素線を純軟銅線とし、最外層の子撚と接する下
層の子撚の素線に、添加元素として Ｚ「　：　０．１　〜１．５　　重量％Ａｌ　　：　　
０．００５　〜０．５　　重量％Ｙ及び−希土類元素の
うちの１種以上：ｏ、ｏｏｓ　　〜０．５　　重量％ Ａｇ及びＳｎのうちの１種以上： ０．１　　〜０．５　　重量％ を含有し、残部が銅からなる銅合金の軟化線を用いて構
成したものである。

また本発明の第２は、最外層の子１．然と接する下層の
子撚の中でも外層部分の集合撚線の素線断線が顕著であ
ること、また前記銅合金のコスト等を考慮してなしたも
のであって、前記同様の複複合撚線による可撓導体にお
いて、その最外層を構成する子撚の素線を純軟銅線とし
、最外層の子撚と接する下層の子撚の外層部分の集合撚
線の素線を上記した銅合金の軟化線とし、他の集合撚線
の素線を純軟銅線としたことを特徴とするものである。

上記の発明で用いる銅合金において、Ｚ「含量を０．１
〜１．５重量％としたのは、０．１重量％未満では繰返
し曲げ強度、引張り強度および耐熱性等の効果が少なく
なり、他方１．５重量％を越えると導電性（熱伝導性）
の低下が大きくなるからである。またＡ１含量を０．０
０５〜０．５重量％としたのは、０゜００５重量％未溝
では繰返し曲げ強度、引張り強度および耐熱性等の効果
が少なくなり、他方０．５重量％を越えると導電率が低
下し、鋳造性も低下するからである。Ｙ及び希土類元素
のうちの１種以上の含量を０．００５〜０．５重量％と
したのは、ｏ、ｏｏｓ重重％未満では、やはり繰返し曲
げ強度、引張り強度および耐熱性等の効果が少なくなり
、他方０．５重量％を越えると導電率が低下するからで
ある。

［作　用コ 上記の本発明の第１の可撓導体によれば、複複合１＋８
線の最外層の子撚の素線を純軟銅線とし、これと接する
下層の子撚の素線を上述した銅合金としたことにより、
素線の摩耗断線が顕著な最外層の子撚とその下層の子撚
との接触部分においては異種金属線同士の接触となり、
そのため同一の金属線同士の場合よりも摩擦係数が小さ
くなって、耐摩耗性が大幅に向−ヒし、摩耗断線がきわ
めて生じ難いものであ。しかしてこれが、断線の生じ易
い下層（第１層）の子撚の素線に、導電性が良くてかつ
耐熱性および繰返し屈曲や引張り強度等の機械的特性に
優れる銅合金の軟化線を用いたことと相俟って、素線の
摩耗断線防止の効果を高め、断線発生率を大幅に減少で
きる。

また上記の第２の発明によるときは、最外層の子撚と接
する下層の子撚のうち、最も摩耗断線の生じ易い外層部
分の集合撚線の素線を前記銅合金の軟化線とし、他の集
合撚線の素線を純軟銅線としているので、この子撚と最
外層の子撚との接触部分が異種金属線同士の接触となり
、前記と同様にこの部分での摩擦断線が生じ難くなるこ
とに加え、前記外層部分の集合撚線と中心部の集合撚線
との接触部分でも異種金属線同士の接触となって、この
接触部分での゛摩耗および断線も生じ難くなる。しかも
前記外層部分以外の集合撚線の素線を純軟銅線としたこ
とで、可撓導体全体としての可撓性も問題がない。

［実施例コ 次に本発明の１実施例を図面に基き説明する。

第１図は第１の本発明に係る複複合撚線よりなる可撓導
体の断面構造を示している。図において、（１）は直径
０．２６ｎ＋ｍの素線２６本を集合撚りした集合撚線、
（２）は前記集合撚線（１）７本を同心撚りした複合撚
線である。複複合撚りの可撓導体（３）は、１本の複合
撚線（２）を中心層の子撚（２ａ）とし、その外側の第
１層の子撚（２ｂ）として６本の複合撚線（２）を、ざ
らにその外側の第２層の子撚（２ｃ）として１２木の複
合ｊ熟線（２）をそれぞれ配して同心撚りしている。

前記第１Ｎの子撚（２ｃ）と最外層の子ｔ”＆（２ｂ）
とは従来同様に互いに反対方向に同心撚りする場合のほ
か、両層の子撚（２ｃ）（２ｂ）を共に同じ方向に同心
撚りする場合がある。後者の場合、子撚（２ｃ）（２ｂ
）の素線同士が撚り方向に沿って接触することとなり、
従来の素線が互いにクロスして接触する可撓導体のよう
に局部的に強く接触せず、そのため後述の異種金属線同
士の接触による摩耗断線防止の効果が一層大きくなる。

そして、前記構造の可撓導体において、最外層の子ｊ然
り２ｃ）を構成する素線に純軟銅線を用いこの子撚（２
ｃ）と接する下層の子撚（２ｂ）を構成する素線に、Ｚ
ｒ、ＡＩ、Ｙ及び希土類元素、Ａ８゜Ｓｎをそれぞれ上
述した配合比率、すなわち、Ｚｒ；０．２重量％、　Ａ
ｌ５ｏ、　１重ｆｆｉ％、ｙ；ｏ、。

１重重％、Ｃｅ；Ｏ，旧Ｅｉｆｆｉ％！　　Ｓ　ｎ　；
　０．１５重量％含有する銅合金を用いた。

じみため、最外層とその下［１，の子撚（２ｃ）（２ｂ
）同士の接触部分が異種金属線同士の接触となり、この
部分の摩擦係数が小さくて摩耗断線が生じ難いものとな
っている。なお、図面においては、銅合金の軟化線を用
いた部分にのみハツチングを入れて示す。

中心層の子撚（２ａ）を構成する素線を、第１層の子Ｉ
ｔ　（２ｂ）と同様に前記銅合金とすることもできるが
、耐用試験の結果、中心層の子１’！！（２ａ）の素線
に純難銅線を用いるほうが、中心層と第１層の子ｔｆ！
４（２ａ）（２ｂ）の接触部分が異種金属線同士の接触
となって、かえって素線の摩耗断線が少なくなり、かつ
可撓性が低下することもなく、また軟鋼線に比して高価
な銅合金の使用量が少なくなるため、実施上より好適で
ある。

第２図は本発明の第２の可撓導体の断面構造を示してお
り、上記と同様の複複合撚線による可撓導体において、
最外層の子ｔＷ（２ｃ）と接する下層（第１層）の複合
撚線（２）による子撚（２ｂ）のうち、摩耗断線の生じ
易い外層部分の集合撚線（Ｉｄ）の素線を上記した鋼合
金の軟化線とし、これ以外の集合撚線、図の場合中心部
分の集合撚線（ｌｅ）の素線な最外層の子撚（２Ｃ）と
同様の純軟銅線としている。図面においては、銅合金の
軟化線を用いた集合撚線の部分にのみハツチングを入れ
て示している。

この場合も、最外層の子撚＜２６）とその下層の子撚（
２ｂ）との接触部分においては異種金属線同士の接触と
なるために、この部分での摩耗断線が生じ難くなってお
り、また銅合金の使用量も少ない。

中心層の子ｔ’ｆ！１（２ａ）については、上記と同様
に前記鋼合金の軟化線とする場合と、純軟銅線にする場
合とがある。

上記の可撓導体（３）は、従来と同様に、例えば第３図
に示すように両端部に接続端子（４）が固着されるとと
もに、両端子間に絶縁外筒（５）が被せられて冷却水ｌ
ｔ流通可能に水密に保持され、溶接ロボットの電力供給
用のリード線等に使用される。

（効果の確認の試験） 上記第１図に示す実施例の可撓導体、および第２図に示
す実施例の可撓導体と、第４図に示ず可撓導体（素線全
てが純軟銅線よりなるもの）について、それぞれ最外層
（第２層）の子撚とその下Ｎ（第１図）の子撚との１然
り方向を交叉方向にして同心撚りしたもの（Ａ）と、同
じ方向にして同心撚りしでもの（Ｂ）とについて、それ
ぞれ同じ条件で、溶接ロボットに試用し、スポット溶接
の耐用回数の比較を行ない、摩耗断線状況を観察したと
ころ、次のような結果となった。

試供品　　撚方向　スポット回数 第１図の実施例　Ａ　　　３５〜４５万回向　　　　８
　　５５万回以上 第２図の実施例　Ａ　　　２５〜３５万回向　　　　８
　　４５万回以上 第４図（従来品）Ａ　　約１０万回 第４図（比較例）Ｂ　　２５〜３５万回前記表のように
、従来品は約１０万スポツトて摩耗断線が生じ、その断
線率は接続端子に近い両端部分で２５％〜３５％にもな
ったが、本発明の場合、いずれも従来品に比して３〜６
倍、あるいはそれ以上ものスポット回数の使用に耐え、
しかもその断線率は両端部分でも１０％以下となり、特
に最外層とその下層の子撚の撚り方向を同方向にした場
合、摩耗断線が一層生じ難くなった。

［発明の効果］ 上記したように、本発明によれば、導電性を損うことな
く耐屈曲、耐振動特性を従来品に比して著しく向上でき
、溶接ロボットの電力供給用のリード線等に使用される
この種の可撓導体として、長期に渡っで摩耗断線を防止
し得てその耐久性を非常に高めることができる。しかも
最外層と接する下層の子撚の素線にのみ銅合金を用いる
ため、比較的高価な銅合金の使用量も少なくて済む。特
に最外層の子撚と接する下層の子撚のうち、最も摩耗断
線の生じ易い外層部分の集合撚線の素線を銅合金の軟化
線とし、池の集合撚線の素線を純軟銅線とした場合には
、前記鋼合金の使用量がさらに少なく、コスト安価に製
造、提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可撓導体の実施例を示す断面構造の略
示図、第２図は本発明の他の例を示す断面構造の略示図
、第３図は可撓導体を接続端子に接続した使用状態を示
す平面図、第４図は従来の可撓導体の断面構造の略示図
である。 （１）・・・集合撚線、（Ｉｄ）・・・外層部分の集合
撚線（ｌｅ）・・・中心部分の集合撚線、（２）・・・
複合撚線、（２ａ）（２ｂ）（２ｃ）・・・各層の子撚
、（３）・・・可撓導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．集合撚線を同心撚りした複合撚線を子撚とし、この
   子撚を更に同心撚りして複複合撚線とした可撓導体にお
   いて、最外層を構成する子撚の素線を純軟銅線とし、最
   外層の子撚と接する下層の子撚の素線を下記（ａ）の銅
   合金の軟化線としたことを特徴とする耐屈曲、耐振動可
   撓導体。 （ａ）添加元素として Ｚｒ：０．１〜１．５重量％ Ａｌ：０．００５〜０．５重量％ Ｙ及び希土類元素のうちの１種以上： ０．００５〜０．５重量％ Ａｇ及びＳｎのうちの１種以上： ０．１〜０．５重量％ を含有し、残部が銅からなる銅合金。 ２．集合撚線を同心撚りした複合撚線を子撚とし、この
   子撚を更に同心撚りして複複合撚線とした可撓導体にお
   いて、最外層を構成する子撚の素線を純軟銅線とし、最
   外層の子撚と接する下層の子撚の外層部分の集合撚線の
   素線を下記（ａ）の銅合金の軟化線とし、他の集合撚線
   の素線を純軟銅線としたことを特徴とする耐屈曲、耐振
   動可撓導体。 （ａ）添加元素として Ｚｒ：０．１〜１．５重量％ Ａｌ：０．００５〜０．５重量％ Ｙ及び希土類元素のうちの１種以上： ０．００５〜０．５重量％ Ａｇ及びＳｎのうちの１種以上： ０．１〜０．５重量％ を含有し、残部が銅からなる銅合金。